富脂质微藻粉及其制备方法
【专利说明】富脂质微藻粉及其制备方法
[0001] 本发明设及富脂质微藻粉，运些微藻为小球藻属、优选地原壳小球藻（化lorella protothecoide)。
[0002] 更特定地，本发明设及对于给定粒径分布和压缩值具有极其显著的流动、可润湿 性和水可分散性性质的富脂质微藻粉。
【背景技术】
[0003] 存在若干可用在食物中的藻类物种，大部分是"大型藻类"，例如海带、海白菜（石 魏扣Ivalac化ca))和紫菜属（在日本种植的）或"红皮藻"型（帕尔玛利亚掌叶（Palmaria palmata)红藻）食用红藻。
[0004] 然而，与运些大型藻类一起的还有若干由"微藻"代表的藻类源（也就是微小单细 胞藻类），其可为光合生长或非光合生长的，具有经种植W用于生物柴油、食物、化妆品或营 养健康中的海洋或非海洋来源。
[0005] 举例来说，螺旋藻（spirulina)(纯顶螺旋藻（Art虹ospiraplatensis))是在开 放泄湖中种植的（在光养条件下），其用作食物补充剂，或少量地渗于糖果产品或饮品中 (通常小于0. 5%w/w)。
[0006] 其他富脂质微藻（包含小球藻的某些物种）作为食物补充剂（可提及隐甲藻 (Crypthecodinium)或裂殖壶菌（Schizochytriumgenus)属微藻）也极受亚洲国家的欢 迎。
[0007] 小球藻生物质的油部分基本上由单不饱和油构成，因此与常见于常规食物产品中 的饱和、氨化和多不饱和油相比提供营养和健康优势。
[0008] 小球藻由此W全生物质形式或W粉形式（通过干燥小球藻生物质获得，其细胞壁 已通过特定机械方式破裂）用于人类或动物消费的食物中。
[0009] 微藻粉也提供其他益处，例如微量营养素、膳食纤维（可溶性和不溶性的碳水化 合物）、憐脂、糖蛋白、植物酱醇、生育酪、生育Ξ締酪和砸。
[0010] 为制备将纳入食物组合物中的生物质，从培养基浓缩或收获生物质（通过光自养 在光生物反应器中培养，或W异养方式在黑暗中且在可由小球藻同化的碳源存在下培养）。
[0011] 在本发明所设及的技术领域中，小球藻的异养生长是优选的（其称为发酵途径）。
[0012] 在从发酵培养基收获微藻生物质时，该生物质包括主要悬浮于水性培养基中的完 整细胞。
[0013] 为浓缩生物质，然后通过正面或切向过滤或通过另外为所属领域技术人员已知的 任一方式离屯、实施固-液分离步骤。
[0014] 在浓缩之后，可直接处理微藻生物质W生产真空包装的糕点、藻片、藻匀浆、完整 藻粉末、经研磨藻粉或藻油。
[0015] 还将微藻生物质干燥W促进生物质在各种应用（特别是食物应用）中的后续处理 或应用。
[0016] 根据藻类生物质是否经干燥且如果经干燥根据所用干燥方法，可赋予食物产品各 种质地和风味。
[0017] 举例来说，专利US6 607 900描述使用鼓式干燥器在并无任何先前离屯、下来干 燥微藻生物质W制备微藻片。
[0018] 可从已浓缩的微藻生物质使用气流干燥器或通过喷雾干燥来制备微藻粉末，如专 利US6 372 460中所描述。
[0019] 然后，在喷雾干燥器中，将液体悬浮液W细液滴分散液的形式喷雾于加热空气流 中。将夹带材料迅速干燥并形成干燥粉末。
[0020] 在其他情况下，使用喷雾干燥、随后使用流化床干燥器的组合来实现用于获得干 燥微藻生物质的改良条件（例如参见专利US6 255505)。
[0021] 在本发明所设及的技术领域中，更特定地寻求制备通过发酵途径产生的藻类粉。
[0022] 本发明背景内的此微藻粉是从已机械裂解且均质化（均质物然后经喷雾干燥或 急骤干燥）的浓缩微藻生物质制得。
[0023] 藻类粉的产生需要裂解细胞W释放其油。
[0024] 举例来说，可使用压力破碎器通过节流孔板抽吸含有细胞的悬浮液W裂解细胞。
[0025] 施加高压（高达1500己），随后穿过喷嘴瞬间膨胀。
[0026] 细胞可通过Ξ种不同的机制破裂：进入阀、孔板中液体的高剪切W及出口处压力 突降，从而使得细胞爆破。
[0027] 该方法释放细胞内分子。
[0028] 可使用尼罗（Niro)均质器（GEA尼罗索伊（NiroSoavi)或任一其他高压均质器） 来处理大小主要介于0. 2微米与5微米之间的细胞。
[0029] 藻类生物质在高压（大约1000己）下的此处理通常裂解大于90%的细胞且将大 小减小到小于5微米。
[0030] 另一选择为，代之W使用球磨机。
[0031] 在球磨机中，将细胞与小球形颗粒一起W悬浮状态揽动。细胞的破裂是由剪切力、 球间研磨W及与球的碰撞所引起。
[0032] 运些球使细胞破裂W从中释放细胞内容物。适当球磨机的描述在（例如）专利US 5 330 913中给出。
[0033]W"水包油"乳液形式获得粒径小于起源细胞的悬浮液。
[0034] 然后喷雾干燥此乳液且消除水，从而留下含有细胞碎片、细胞内液体和油的干燥 粉末。
[0035] 然而，极不希望产生粘性、聚集在一起且难W流动的干燥粉末，运是因为其含有干 燥粉末的10重量％、25重量％或甚至50重量％含量的油。
[0036] 甚至认为高脂质内容物（大于60% )更难W或甚至不可能有效干燥。
[0037] 还极不希望干燥生物质粉的可润湿性和水可分散性的问题，其然后具有比较差的 可润湿性。
[0038] 为解决干燥运些富脂质乳液的固有困难，所属领域技术人员通常遵循W下两种主 要途径：
[0039]-使用特定实施方案选择适用于富含脂肪的粉末的干燥装置；
[0040]-使用各种流动剂（例如基于二氧化娃的产品）或喷雾干燥载体，
[0041]-调配（通过囊封）
[0042] 运两种途径并不相互排斥。
[0043] 喷雾干燥装置
[0044] 在先前技术中存在若干用于喷雾干燥富脂质化合物的装置。可易于在文献中发 现关于所提出技术和装备的说明：例如，喷雾干燥手册（SprayD巧ingHan化ook)，K.马斯 特化Masters),尤其在其第5版中，于1991年出版且于1994年再版，朗文科技化ongman Scientific&Technical)(可在大英图书馆度ritishLibrary)或国会图书馆（Xibrary ofCongress)处在ISBN0-470-21743-X下获得）；或βετε"喷雾干燥指南（SprayD巧 Manual)，2005 (访问网站WWW.bete.com)
[0045] 因此看起开，在阅读运些文件后，所提出解决方案并不能完全令人满意，例如：
[0046]-对于干燥富含脂肪（20% -30% )的乳产品来说，通常将配备有喷雾喷嘴的顺流 喷雾干燥塔用于两阶段装置中（第二阶段指派为用于调节和冷却在第一阶段中获得的粉 末）。
[0047] 然而，易于形成沉积物且增加通过自氧化机制起火的风险，此使得需要添加多种 灭火系统。
[0048]-对于经干燥处理的乳酪来说，将乳酪研磨且与水混合W形成平滑乳膏，然后喷雾 干燥。然后在锥形底喷雾干燥器中实施喷雾干燥。
[0049] 然而，同样因高脂肪含量，形成沉积物。
[0050] 所提出解决方案为使用配备有安装于喷雾干燥器室基座的流化床或移动带的喷 雾干燥器。
[0051] 然而，仍存在气动传输由此获得的干燥粉末的问题。
[0052]-对于干燥非乳冰洪淋来说（其中植物脂肪代替奶油，且酪蛋白酸钢代替非脂肪 乳固体），由于糖含量较高（通常大于30% )而难W喷雾干燥。
[0053] 因此需要在一部分糖存在下实施喷雾干燥，且通过向干燥混合物中添加超细糖来 补充调配物。
[0054]另外，为克服高糖含量的问题，需要能够控制粉尘的产生，管控粉末的气动传输， 限制其团聚且避免喷雾干燥室内部的沉积物。
[00巧]然而，仅提出用于在配备有流化床的喷雾干燥室中进行干燥的解决方案。
[0056]-对于具有35%到80%脂肪的干燥产品来说，必须避免的问题为脂质小球（尤其 蛋白质）的保护膜发生破裂，破裂使得在干燥期间释放所述脂肪。
[0057] 所推荐解决方案为增加脂质烙点，在喷雾干燥室的基座处形成或整合冷却床系统 的喷雾干燥器。
[0058] 另一选择为，可通过二级空气冷却在所述喷雾干燥室的基座处引入的空气W防止 室中的粉末烙化，且用W在任一机械操作之前固化颗粒表面。
[0059] 同样，另一选择为，如果提供旋风分离器W用于收集粉末，则需要在任一收集之前 引入冷空气W防止在旋风分离器内部烙化。
[0060] 最后，优选实施组合包括喷嘴的喷雾干燥塔与整合流化床或移动带的复杂配置。
[0061]-对于干燥藻类，
[0062] 尤其在如上文所描述的文献中描述整个微藻的干燥，运些微藻为小球藻和螺旋藻 属。
[0063] 其粉末形式然后打算用于制造用于制备营养学中的食物补充物的片剂。
[0064] 然后在配备有开放循环顺流喷雾干燥室的满轮喷雾干燥器中对具有低固体含量 (10% -15% )的生物质实施喷雾干燥。
[0065] 由于此低固体含量，然后仅产生具有精细粒径的粉末。
[0066] 干燥添加剂
[0067] 在咖啡/茶漂白剂的领域中，运些是组合酪蛋白酸钢、玉米糖浆、植物脂肪与乳化 剂、憐酸钟和娃酸钢侣的组合物。
[0068] 在配备有振动式外部流化床的两阶段顺流喷雾干燥器中实施喷雾干燥。
[0069] 产生具有精细粒径的颗粒。
[0070] 为获得团聚颗粒，选择整合流化